CN110879522A-一种冗余网关系统和冗余切换方法.docx

(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 110879522 A
(43)
(21)申请号 201911209855 .4 (22)申请日 2态，而 故障网关则进入备用状态，完成无扰切换，以保证系统持续正确运行。而3取2表决冗余技术 是指三个相同网关同处于运行状态，三个网关都为正常工作状态，处于实时采样，分别将数 据上送到比较模块，比较模块进行3取2数据表决，完成后上送给上层应用软件。
[0003] 现有技术中公开了 一种”三模异构冗余的工控安全网关系统及其入侵感知方法”
（专利公开号CN108337224A），该方案采用了3取2表决冗余技术，但是该方案需要额外增加 比较模块，并且比较模块无法冗余。另一现有技术公开了一种”TCN网络中网关冗余控制方 法及装置”（专利公开号CN106230679A）,其采用了 1:1热备冗余技术，整体方案如附图1所 述，GW1为1号网关，地址为1 ； GW2为2号网关，地址为2 ； DI、D2......Dn为网关采集数据；GW1和 GW2互为冗余，通过专用的冗余控制通道来判断主备状态，通过专用的冗余交互通道来交互 数据。应用软件判断主备状态，再从地址1或地址2获取数据。但此方案主要有以下缺点：冗 余控制通道和冗余交互通道需要专用底座，额外增加了部件及成本；同时由于使用专用底 座，只能实现1：1热备冗余，对于可靠性要求高的场合，无法通过简易方式改造来满足需求， 可维护性差；而且应用软件需要参与数据获取判断（当发现GW1通信故障时，则获取GW2数 据），需要定制化，易用性低。
发明内容
[0004] 本发明针对现有技术中的不足，提供了一种冗余网关系统，包括：通过网络连接的
所述多个网关具有同一对外IP地址。
所述多个网关包括主网关和备用网关，所述主网关占用对外IP地址与外 并通过自身IP地址与冗余网关地址表中的其它备用网关进行数据交互。
所述备用网关被配置为在主网关无法与外部应用软件交互时，根据主网
多个网关，各网关存储有冗余配置信息表，所述冗余配置信息表包含对外IP地址、自身IP地 址、以及冗余网关地址表，所述冗余网关地址表包含有各网关的自身IP地址；其中所述多个 网关被配置为在开启后读取各自冗余网关地址表，并根据主网关继承规则确定占用对外IP 地址来响应外部应用软件的主网关。
[0005] 优选的，
[0006] 优选的，
部应用软件交互，
[0007] 优选的， 关继承规则在未发生故障网关中确认一备用网关来占用对外IP地址响应外部应用软件。 [0008] 优选的，所述冗余配置信息表还包括冗余表决策略，所述主网关根据所述冗余表 决策略对获取的各网关数据进行判断表决并向外部应用软件发送表决结果数据。
[0009] 优选的，所述主网关被配置为在获取一个或多个备用网关数据失败时，根据故障 备用网关数量对冗余表决策略进行变更，并根据变更后冗余表决策略对主网关数据和剩余 备用网关数据进行判断表决并向外部应用软件发送表决结果数据。
[0010] 优选的，所述备用网关被配置为在无法获取主网关数据时，根据主网关继承规则 判断各备用网关中是否存在其它高优先的网关，如存在则维持备用状态，否则占用对外IP 地址来响应外部应用软件。
[0011] 优选的，所述备用网关被配置为周期性重复判断冗余网关地址表上的各网关中是 否存在主网关。
[0012] 优选的，所述备用网关被配置为周期性获取冗余网关地址表上的其它网关数据。
[0013] 本发明还公开了一种冗余切换方法，用于上述的冗余网关系统，包括：各网关读取
各自冗余配置信息表，根据主网关继承规则判断冗余组内是否存在其它高优先的网关，其 中所述冗余网关地址表包括同一冗余组内各网关地址和冗余组对外固定地址；如无其它高 优先的网关则占用冗余组对外固定地址来响应外部软件数据，否则进入监听状态。
[0014] 本发明通过对处于网络中的多个网关都设置包括冗余配置信息表，在冗余配置信
息表中包含有包括同一冗余组内各网关自身IP地址和冗余组对外IP地址的冗余网关地址 表。在网关工作时可通过读取冗余网关地址表，根据主网关继承规则判断冗余组内是否存 在其它高优先的网关，若无其它高优先的网关则占用冗余组对外IP地址来响应外部软件数 据，否则就进入监听状态。本系统通过在各网关内设置包含了所有其它冗余网关地址的冗 余网关地址表，形成冗余组概念，可以实现任意N个网关冗余。根据冗余表决策略，可以实现 1:1热备冗余技术或N取M表决冗余技术，提升网关冗余的可靠性。通过冗余组对外IP地址， 上层应用软件只需要通过冗余组对外IP地址进行数据交互，不需要与冗余组所有网关的